一种电池二次阶梯利用系统技术方案

本发明专利技术提供一种电池二次阶梯利用系统，包括：新能源汽车系统；电池回收系统，新能源汽车系统退役下来的电池送到电池回收系统；电池阶梯利用系统，对电池回收系统处理后的电池包进行二次筛选，把电池包内单体容量低、使用寿命短或者放电/储能能力弱的单体筛选出来，更换成性能与剩余单体接近的电池芯进行二次成组形成新的电池包，为新能源发电系统提供储能；新能源发电系统，其能自主并网发电；电网系统，为电力系统中电网传送通道。本发明专利技术有效解决新能源发电领域自身存在间歇性发电，负荷与发电时间不匹配，调度困难等问题，同时也破解了日益发展迅猛的新能源汽车退役电池报废、回收成本高的难题。

Two step utilization system for battery

The present invention provides a battery of two step utilization system, including: the new energy vehicle system; battery recycling system, new energy automotive systems retired down the battery to the battery battery recycling system; step utilization system, for the battery recycling processing system after the battery pack two screening, the battery pack in the single capacity, low short service life or discharge / energy storage ability of the monomer were screened out and replaced with performance and battery core residual monomer to two groups to form a new battery pack provides storage for the new energy power generation system; new energy power generation system, the independent power grid; power system, power grid in the transmission channel. Effective solution to the field of new energy power generation has intermittent power generation of the invention, load and generation time does not match the scheduling problem, but also solved the problem of increasingly rapid development of new energy vehicles, scrap batteries from high cost recovery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统中，化学储能利用领域，具体讲涉及一种电池二次阶梯利用系统。
技术介绍
国内近几年新能源发电和新能源汽车增速非常明显，截至2014年底，中国已经在风力发电和太阳能发电装机容量上稳居世界第一。国务院发布《能源发展战略行动计划（2014-2020）》，明确加快发展太阳能发电，2020年光伏装机容量目标为100GW。有专家预测\十三五\规划光伏装机目标有望由之前的100GW最终调整为200GW。新能源电站快速拓展的光环背后掩盖了其技术发展相对滞后、电站能源浪费严重的问题，例如国内光伏电站和风力发电弃光、弃风率居高不下，这些问题若不采取完善的解决策略都将给运营用户造成巨额的电费浪费。针对\弃光限电\问题，有两种解决方案：第一、建设电力外送通道。但电力外送通道的建设周期比较长，一般需要3年的时间；第二、发展化学储能，电站储能系统建设周期非常短，3~6个月即可投运，但投入成本巨大。鉴于储能对可再生能源的重要性，各国政府已经把对储能技术发展的重视程度提高到与可再生能源相等同的地位。另一方面新锂电池的价格居高不下，而导致电站用化学储能系统成本很高，从而约束了其在光伏领域的推广。以100MW光伏电站为例，电池储能系统平均价格不低于3000元/KWh，若按照装机容量10%来配置储能系统、储能2个小时的指标要求，需要20MWh的储能系统，投资金额为6000万。本专利技术具备新能源发电梯次利用电池储能系统完整解决方案，其综合价格约为新锂电池系统的10%,100MW光伏电站仅需要投资600万元即可有效解决新能源发电电站弃光弃风问题，实现为客户\开源\的目的。另一方面，中关村储能产业技术联盟今年6月发布的《储能产业研究白皮书2015》预测，到2020年，中国储能市场容量能达到67GW。另外，随着电动汽车市场的快速发展，将会持续退装海量的二手锂电池，预计到2020年，会有超过10GWh的退役动力电池规模，电池回收和再利用问题已经上升到国家政策层面。表1新能源领域特点及现状
新能源发电新能源汽车特点及现状间歇性发电、负荷与发电时域性不同步，弃风、弃光现象普遍，调度困难、经济性差，增设储能成本太高。电池退役数量大、回收再处理成本高、电池一致性差，残存容量大、尚有一定使用寿命，二次利用市场空白。本专利技术创新性地提出把新能源汽车退役下来的动力电池二次阶梯再利用在新能源发电领域，解决因新能源发电存在的间歇性发电、负荷与发电不同步，造成大量弃风、弃光带给投资方巨大损失的的问题。同时也解决了新能源汽车退役下来的电池容量损失不太大，价格低廉，但报废回收成本高的问题；有效解决新能源发电领域自身存在间歇性发电，负荷与发电时间不匹配，调度困难等问题；同时也破解了日益发展迅猛的新能源汽车退役电池报废、回收成本高的难题。此方法可同时破解存在新能源汽车和新能源发电两大新能源领域的难题，将二者和电网系统串联起来，形式一个能量闭环平台，具有极强的创新性。该专利技术具有理念超前，技术创新、先进，方案新颖的特点，符合目前及未来技术及经济发展趋势。相比加快电力通道建设，抽水蓄能、增设新的化学储能具有明显的价格优势和可操作空间，具有巨大的经济和社会效益。
技术实现思路
针对现有技术和新能源自身现状存在的问题，本专利技术提供一种电池二次阶梯利用系统及其方法。本专利技术具有极强的创新性。具有能源利用理念超前、方案新颖，原理简单、系统简洁、解决新能源汽车和新能源发电存在的问题效果显著显。基于本专利技术的系统具有建设周期短，投入少，收益快，可自行运行或接受调度运行，工作稳定可靠、兼容性强、安装灵活、快捷、动态响应速度快等特点。可有效提升新能源发电和新能源汽车的收益。整个电池二次阶梯利用系统具有运行稳定、可靠、智能化程度高，可实现真正意义上的新能源再利用。同时该专利技术一种电池二次阶梯利用系统及其方法对新能源发电电站匹配，兼容性强，改造成本低，增设后可完全与电网调度中心无缝交互等优点。本专利技术主要应用于一些大型光伏电站、风力发电及一些有发电间歇性特点的领域，具有极大的市场前景和社会效应。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种电池二次阶梯利用系统，包括：新能源汽车系统；电池回收系统，新能源汽车系统退役下来的电池送到电池回收系统；电池阶梯利用系统，对电池回收系统处理后的电池包进行二次筛选，把电池包内单体进行二次成组形成新的电池包，为新能源发电系统提供储能/释能；新能源发电系统，其能自主并网发电；电网系统，为电力系统中电网传送通道。电池阶梯利用系统包括电池筛选单元、电池匹配二次成组单元、电池充放电管理单元、二次成组后的电池包和带主动均衡的电池管理单元。电池筛选单元通过对电池包中每一电池单体多次充放电的过程，计算其有效可用容量、每一电池单体电压、放电电流、温度信息，进行二次辨识、判别、分类。电池匹配二次成组单元实现把经过电池筛选单元筛选后的电池单体进行二次成组。电池充放电管理单元是一种能量可以双向流动的能量管理单元，其可以通过二次成组后的电池包向发电系统释能，也可以通过发电系统向二次成组后的电池包充电。带主动均衡的电池管理单元是电池阶梯利用系统的核心控制单元，其管理并控制整个电池阶梯利用系统的能量按需流动，接受远端和调度指令储能和释能。带主动均衡的电池管理单元，包括远程监控系统和通讯系统。电池回收系统包括电池信息采集单元和电池分拣单元。电池信息采集单元收集并记录退役下来的电池用户、电池包供货商、电池使用年限和电池单体信息。电池单体信息包含电池包成组方式、电池单体正极材料类型和电池单体电气参数。电池信息采集单元包括一套与市场主流电池管理系统（BMS）供应商通讯规约相符的通讯系统，通过其与电池包上的电池管理系统通讯，读取信息。电池信息采集单元对退役下来的电池包信息采集完毕后，进行二维码的标示。电池分拣系统通过读取电池包上的标示信息，能自动辨识电池类别、状态，然后再进行分类、成组。新能源发电系统，为光伏发电系统和/或风力发电系统。新能源汽车系统为基于化学锂电池的动力系统汽车、包括家庭用新能源小汽车、新能源商务客车、新能源中巴车、新能源旅游大巴车、新能源校车或新能源公交车。与现有技术比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种电池二次阶梯利用系统，具有针对性强、可有效解决因新能源汽车快速发展带来的退役电池数量庞大；相比直接报废处理，需要消耗巨大能源、企业需要支付巨额报废费用的技术方法，具有明显的经济性优势和社会效益。与现有直接报废、拆解的处理方式相比，具有绿色、环保、循环再利用的巨大技术优势。2、本专利技术一种电池二次阶梯利用系统，具有针对性强，可有效解决光伏电站和风力发电自身存在间歇性发电、能量输出波动大、发电高峰和用电负荷不同步，调度困难的问题。与现有直接弃光、弃风的做法给投资方和运营方带来巨大经济损失相比，具有明显的经济性和技术优势。3、本专利技术采用自构建能量循环平台的方法，连接主流新能源发电和用电领域，与现有新能源领域各自独立运营，独立面对自身存在的问题的束手无策相比，具有理念革新性，技术创新性。4、本专利技术电池信息采集系统采用基于互联网云平台，可实现全区域性电池信息录入，信息共享、为后边电池分拣流程提供了更大范围的筛选空间，实现电池分拣效能最大化。具有信息量大、快捷、便捷操作的优势。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，包括：新能源汽车系统；电池回收系统，新能源汽车系统退役下来的电池送到电池回收系统；电池阶梯利用系统，对电池回收系统处理后的电池包进行二次筛选，把电池包内单体进行二次成组形成新的电池包，为新能源发电系统提供储能/释能；新能源发电系统，其能自主并网发电；电网系统，是电力系统中电网传送通道。

【技术特征摘要】
1.一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，包括：新能源汽车系统；电池回收系统，新能源汽车系统退役下来的电池送到电池回收系统；电池阶梯利用系统，对电池回收系统处理后的电池包进行二次筛选，把电池包内单体进行二次成组形成新的电池包，为新能源发电系统提供储能/释能；新能源发电系统，其能自主并网发电；电网系统，是电力系统中电网传送通道。2.如权利要求1所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，电池阶梯利用系统包括电池筛选单元、电池匹配二次成组单元、电池充放电管理单元、二次成组后的电池包和带主动均衡的电池管理单元。3.如权利要求2所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，电池筛选单元通过对电池包中每一电池单体多次充放电的过程，计算其有效可用容量、每一电池单体电压、放电电流、温度信息，进行二次辨识、判别、分类。4.如权利要求2所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，电池匹配二次成组单元实现把经过电池筛选单元筛选后的所述电池单体进行二次成组。5.如权利要求2所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，电池充放电管理单元是一种能量可以双向流动的能量管理单元，其可以通过二次成组后的电池包向新能源发电系统释能，也可以通过新能源发电系统向二次成组后的电池包充电。6.如权利要求5所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，电池充放电管理单元包括基于高速电力电子开关组成的三相全桥变换单元，其中电力电子开关为绝缘栅双极性晶体管IGBT。7.如权利要求2所述的一种电池二次阶梯利用系统，其特征在于，带主动均衡的电池管理单元是电池阶梯利用系统的核心控制单元，其管理并控制整个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霞，吕大伟，管凤强，王芳，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京风光天赋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11